CN206368135U - 一种适用于生物质的脱水电解器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于生物质的脱水电解器装置，其包括搅拌进料机构、支架、连接于所述支架的刮泥板、固定在所述支架上的耐腐蚀阳极板及多个滚筒、以及缠绕在所述多个滚筒上的金属网阴极履带，所述搅拌进料机构用于将生物质搅拌均匀并压缩成连续的饼状；所述耐腐蚀阳极板与所述金属网阴极履带相对间隔设置；所述搅拌进料机构邻近所述耐腐蚀阳极板的一端设置，以使饼状的所述生物质自所述搅拌进料机构挤出后进入所述耐腐蚀阳极板及所述金属网阴极履带之间的间隙，同时饼状的所述生物质带动所述金属网阴极履带绕所述多个滚筒转动；所述刮泥板邻近所述金属网阴极履带的出口设置，以用于去除粘附在所述金属网阴极履带上的经脱水后的生物质。

Description

一种适用于生物质的脱水电解器装置

技术领域

本实用新型属于固体废弃物处理及资源化相关技术领域，更具体地，涉及一种适用于生物质的脱水电解器装置。

背景技术

再生能源是人类今后主要能源之一，在政策鼓励下，适用于生物质的相关装置得到了高速发展与普及。当前，由于农林等生物质燃料含水率较高，又采用直接入炉生产工艺，因此生物质锅炉需要设计可燃烧含水率达 40％左右燃料的炉膛，致使生物质锅炉燃烧的一部分热能用于将燃料所含的水分汽化蒸发，并造成锅炉效率的极大降低和锅炉投入的增加。

目前，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如对生物质资源进行干化，使生物质的含水率降低到30％以下才可以利用。然而，污泥、粪便等许多生物质资源由于含有大量有机官能团，具有较大的水结合能，且初始含水率较高(如污泥含水率高达80％以上)，其自然干化过程漫长，而热干化或者机械压榨等方法成本高、效率低。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种适用于生物质的脱水电解器装置，其基于电解器的工作特点，针对脱水电解器装置进行了设计。所述脱水电解器装置通过进料搅拌机构连续进料不间断运行，提高了效率；所述脱水电解器装置对生物质进行电解脱水的过程中无需添加石灰等药剂，节省成本。此外，所述脱水电解器装置的结构简单，规格灵活，拆卸维修方便。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于生物质的脱水电解器装置，其包括搅拌进料机构，所述搅拌进料机构用于将生物质搅拌均匀并压缩成连续的饼状，其特征在于：

所述脱水电解器装置还包括支架、连接于所述支架的刮泥板、固定在所述支架上的耐腐蚀阳极板及多个滚筒、以及缠绕在所述多个滚筒上的金属网阴极履带，所述耐腐蚀阳极板与所述金属网阴极履带相对间隔设置，所述金属网阴极履带接地，所述耐腐蚀阳极板被施加电压；所述搅拌进料机构邻近所述耐腐蚀阳极板的一端设置，以使饼状的所述生物质自所述搅拌进料机构挤出后进入所述耐腐蚀阳极板及所述金属网阴极履带之间的间隙，同时饼状的所述生物质带动所述金属网阴极履带绕所述多个滚筒转动；所述刮泥板邻近所述金属网阴极履带的出口设置，以用于去除粘附在所述金属网阴极履带上的经脱水后的生物质。

进一步的，所述金属网阴极履带是由目数为100目～300目的不锈钢网缠绕在所述多个滚筒上形成的。

进一步的，所述耐腐蚀阳极板与所述金属网阴极履带之间的间隙为1 厘米～3厘米。

进一步的，所述脱水电解器装置还包括加压重物，所述加压重物设置在所述耐腐蚀阳极板远离所述多个滚筒的一侧，其用于确保所述生物质与所述耐腐蚀阳极板及所述金属网阴极履带的接触。

进一步的，所述脱水电解器装置还包括除臭集气罩，所述除臭集气罩罩设在所述耐腐蚀阳极板上，其用于防止电解脱水过程中的电解产物或者升温产生的挥发份污染环境。

进一步的，所述脱水电解器装置还包括集水槽，所述集水槽连接所述刮泥板及所述支架，所述多个滚筒与所述集水槽的槽口相对设置；所述集水槽开设有脱出液排水口，所述生物质经过所述耐腐蚀阳极板及所述金属网阴极履带之间的间隙时，所述生物质内的水分在电场作用下移动到所述金属网阴极履带，所述水分在重力作用下落入所述集水槽并由所述脱出液排水口排出。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型提供的适用于生物质的脱水电解器装置，其通过进料搅拌机构连续进料不间断运行，提高了效率；所述脱水电解器装置对生物质进行电解脱水的过程中无需添加石灰等药剂，节省成本。此外，所述脱水电解器装置的结构简单，规格灵活，拆卸维修方便。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施方式提供的适用于生物质的脱水电解器装置的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中： 1-搅拌进料机构，2-除臭集气罩，3-加压重物，4-耐腐蚀阳极板，5-金属网阴极履带，6-支架，7-滚筒，8-刮泥板，9-脱出液排水口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型较佳实施方式提供的适用于生物质的脱水电解器装置，其用于高含水率生物质的快速脱水干化，可以连续不间断运行，用时较短，效率较高，亦无需添加石灰等药剂，节省成本，且结构简单，拆卸方便。此外，电解器本身是能量转化装置，可以很容易和天阳能、风能等清洁能源联用。所述脱水电解器装置完全可以采用太阳能和风能等清洁能源驱动，脱离电网运行，大幅节省电能。

本实施方式中，采用对某小型污水处理厂的市政污泥进行脱水干化的实例来解释说明本实用新型。本实施方式脱水干化的对象为含水率为 80％～85％的高含水率污泥，目标是干化至30％以内以便于作为生物质进行利用。

所述脱水电解器装置包括集水槽、搅拌进料机构1、除臭集气罩2、加压重物3、耐腐蚀阳极板4、金属网阴极履带5、支架6、滚筒7、刮泥板8 及脱出液排水口9。所述支架6连接于所述集水槽的顶端，所述集水槽的底部开设有脱出液排水口9。所述刮泥板8连接所述集水槽及所述支架6，且所述刮泥板8位于所述支架6内，其一端邻近所述金属网阴极履带5设置。所述耐腐蚀阳极板4及所述滚筒7固定在所述支架6上，且两者相对间隔设置。本实施方式中，所述滚筒7的数量为多个，多个所述滚筒7沿一个椭圆排列。

本实施方式中，采用目数为100目～300目的不锈钢网缠绕在多个所述滚筒7上形成所述金属网阴极履带5，所述金属网阴极履带5能够围绕多个所述滚筒7缓缓转动；所述金属网阴极履带5与所述集水槽的槽口相对设置；所述支架6上设置有张紧调节螺栓，所述张紧调节螺栓用于调节所述金属网阴极履带5的张紧度；所述刮泥板8设置在所述金属网阴极履带5 的出口处。

所述耐腐蚀阳极板4与所述金属网阴极履带5相对间隔设置，两者之间的间隙为1厘米～3厘米。本事实方式中，所述耐腐蚀阳极板4与所述金属网阴极履带5之间的间隔可以调节。

所述加压重物3设置在所述耐腐蚀阳极板4远离所述金属网阴极履带5 的一侧。所述除臭集气罩2罩设在所述耐腐蚀阳极板4上，其用于防止所属污泥电解脱水过程中的电解产物或者升温产生的挥发份污染工作环境。

所述搅拌进料机构2邻近所述耐腐蚀阳极板4及所述金属网阴极履带5 设置，其用于将所述生物质压缩成连续的饼状，同时将饼状的所述生物质送入所述耐腐蚀阳极板4及所述金属网阴极履带5之间的间隙中。

所述脱水电解器装置工作时，进料前需要筛查排除污泥中的较大颗粒 (1厘米以上)，筛选后的污泥被送入所述搅拌进料机构1；随后，所述搅拌进料机构1采用螺旋搅拌方式将所述污泥搅拌均匀，同时所述搅拌进料机构1将所述污泥压缩成饼状，使饼状的所述污泥从所述搅拌进料机构1 的出口挤出以进入所述耐腐蚀阳极板4及所述金属网阴极履带5之间的间隙，即电解区，当所述污泥通过所述电解区时，所述金属网阴极履带5接地，在所述耐腐蚀阳极板上施加10V～40V的电压，即在所述生物质通过所述耐腐蚀阳极板4及所述金属网阴极履带5之间的间隙时施加电场作用，所述污泥中的水分在电场的作用下移动到所述金属网阴极履带5，所述水分在重力的作用下落入所述集水槽，并由所述脱出液排水口9排出，实现所述生物质的干化。

本实施方式中，所述生物质通过所述电解区的时间为6分钟～15分钟，通过改变所述耐腐蚀阳极板4及所述金属网阴极履带5之间的间隙大小、所述耐腐蚀阳极板4的宽度、所述电解区的长度等参数可以实现更大或者更小的生物质运行流量。

所述生物质通过所述电解区的过程中，所述加压重物3用于保证所述污泥与所述耐腐蚀阳极板4及所述金属网阴极履带5的紧密接触。所述生物质通过所述电解区后，所述刮泥板用于去除粘附在所述金属网阴极履带5 上的经过脱水后的所述生物质。

本实施方式中，所述耐腐蚀阳极板4的宽度及所述金属网阴极履带5 对应所述耐腐蚀阳极板4的宽度均为B，由于宽度常常不能充分利用，故设定一个极板宽度利用系数α，泥饼的厚度为d，所述污泥的运动带动所述金属网阴极履带5围绕多个所述滚筒7转动，所述金属网阴极履带5的运行速度为v。

所述脱水电解器装置每小时的污泥处理量Q的计算方法如公式(1)所示：

Q＝B*α*d*v*γ (1)

Q—每小时湿污泥处理量(单位：吨每小时)

B—极板宽度(单位：米)，本实施方式取2.5米；

α—极板宽度利用系数(一般为0.75～0.95)，本实施方式取0.85；

d—泥饼厚度(单位：米，一般为0.01-0.03米)，本实施方式取0.02 米；

v—金属网阴极履带的运行速度(单位：米每小时，一般为20～30米每小时)，本实施方式取24米每小时；

γ—泥饼比重(单位：吨每立方米)，一般取1.03吨每立方米。

实验研究发现，在40V电压下将所述污泥的含水率降至60％以下，所述污泥需要在所述电解区停留时间t大于等于7分钟，为了实现最佳的脱水效果，设计泥饼的停留时间为10分钟，则所述电解区的设计长度L可以用以下公式计算：

L＝v*t (2)

按照公式(1)计算可知，该脱水电解器装置污泥处理量为1.05吨每小时，若每天处理10吨污泥，所述脱水电解器装置需要开机的机时为每天10 小时。由公式(2)可得所述电解区的设计长度为24米每小时*10分钟/60 分钟＝4米。选用40V电压时，实验结果表明将所述泥饼的含水率降到60％需要至少7分钟，平均能耗为0.16千瓦时每千克脱出水(约为0.08千瓦时每千克湿污泥)，每吨污泥处理的电耗约为80度电。本实施方式的脱水电解器装置要求的占地面积为至少2.5米*4米。

本实用新型提供的适用于生物质的脱水电解器装置，其通过进料搅拌机构连续进料不间断运行，提高了效率；所述脱水电解器装置对生物质进行电解脱水的过程中无需添加石灰等药剂，节省成本。此外，所述脱水电解器装置的结构简单，规格灵活，拆卸维修方便。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于生物质的脱水电解器装置，其包括搅拌进料机构，所述搅拌进料机构用于将生物质搅拌均匀并压缩成连续的饼状，其特征在于：

所述脱水电解器装置还包括支架、连接于所述支架的刮泥板、固定在所述支架上的耐腐蚀阳极板及多个滚筒、以及缠绕在所述多个滚筒上的金属网阴极履带，所述耐腐蚀阳极板与所述金属网阴极履带相对间隔设置，所述金属网阴极履带接地，所述耐腐蚀阳极板被施加电压；所述搅拌进料机构邻近所述耐腐蚀阳极板的一端设置，以使饼状的所述生物质自所述搅拌进料机构挤出后进入所述耐腐蚀阳极板及所述金属网阴极履带之间的间隙，同时饼状的所述生物质带动所述金属网阴极履带绕所述多个滚筒转动；所述刮泥板邻近所述金属网阴极履带的出口设置，以用于去除粘附在所述金属网阴极履带上的经脱水后的生物质。

2.如权利要求1所述的适用于生物质的脱水电解器装置，其特征在于：所述金属网阴极履带是由目数为100目～300目的不锈钢网缠绕在所述多个滚筒上形成的。

3.如权利要求1所述的适用于生物质的脱水电解器装置，其特征在于：所述耐腐蚀阳极板与所述金属网阴极履带之间的间隙为1厘米～3厘米。

4.如权利要求1所述的适用于生物质的脱水电解器装置，其特征在于：所述脱水电解器装置还包括加压重物，所述加压重物设置在所述耐腐蚀阳极板远离所述多个滚筒的一侧，其用于确保所述生物质与所述耐腐蚀阳极板及所述金属网阴极履带的接触。

5.如权利要求1所述的适用于生物质的脱水电解器装置，其特征在于：所述脱水电解器装置还包括除臭集气罩，所述除臭集气罩罩设在所述耐腐蚀阳极板上，其用于防止电解脱水过程中的电解产物或者升温产生的挥发份污染环境。

6.如权利要求1所述的适用于生物质的脱水电解器装置，其特征在于：所述脱水电解器装置还包括集水槽，所述集水槽连接所述刮泥板及所述支架，所述多个滚筒与所述集水槽的槽口相对设置；所述集水槽开设有脱出液排水口，所述生物质经过所述耐腐蚀阳极板及所述金属网阴极履带之间的间隙时，所述生物质内的水分在电场作用下移动到所述金属网阴极履带，所述水分在重力作用下落入所述集水槽并由所述脱出液排水口排出。